临界热通量下反应堆压力容器的极限承载能力研究*
朱建伟,男,1978年出生,博士研究生。主要研究方向为结构完整性技术。
E-mail:stormflash1978@163.com
高增梁(通信作者),男,1960年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为高效过程装备和结构完整性技术。
E-mail:zlgao@zjut.edu.cn
网络出版日期: 2017-01-20
基金资助
* 国家自然科学基金(51575489, 51505425)、浙江省公益类重点(2014C23001)和湖州市自然科学基金(2014YZ03)资助项目; 20160322收到初稿,20160722收到修改稿;
Study on Ultimate Load Capacity of Reactor Pressure Vessel under Critical Heat Flux
Online published: 2017-01-20
熔融物堆内滞留(In-vessel retention, IVR)已成为核电厂处理堆芯熔融严重事故的一种有效管理策略。为使IVR成功,既要满足热失效准则,保证反应堆压力容器(Reactor pressure vessel, RPV)的局部热通量低于堆腔内冷却剂的临界热通量(Critical heat flux, CHF),也要确保RPV的压力边界完整性,避免发生结构失效。为此,需要对CHF下RPV的结构完整性进行分析。对CHF下某堆型的RPV进行热分析,得到了RPV器壁局部熔化后的有效几何模型和沿壁厚的温度分布。进而,考虑热载荷和压力载荷作用,对该RPV模型进行极限载荷分析和IVR 72 h蠕变分析,确定RPV的极限承载能力。结果表明,IVR 初始时刻4.9 MPa内压作用下该RPV最薄器壁径向截面全面屈服,达到对应的极限条件;72 h后3.6 MPa内压下的最大局部蠕变应变为4.1%,而3.7 MPa下则高达42.5%。因此,可将3.6 MPa视为该堆型RPV在CHF工况下72 h内的极限载荷。
朱建伟 , 毛剑峰 , 李曰兵 , 包士毅 , 高增梁 . 临界热通量下反应堆压力容器的极限承载能力研究*[J]. 机械工程学报, 2017 , 53(2) : 45 -52 . DOI: 10.3901/JME.2017.02.045
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